填埋垃圾生物反应器反硝化特性及反硝化微生物多样性研究

摘要

本研究以杭州市天子岭垃圾填埋场六年填埋龄垃圾为试材,利用自制生物反应器模拟装置,通过回灌含硝酸盐渗滤液,采用PCR-RFLP等分子生物学技术研究了渗滤液C/N对填埋垃圾生物反应器反硝化特性及其反硝化微生物群落结构多样性的影响。在此基础上,在杭州天子岭垃圾填埋场进行了中试实验,探讨该技术推广的可能性和价值。具体研究结果如下:
　　 (1)小试规模下,回灌渗滤液的COD/NO3--N比例对反应器的反硝化活性具有显著性的影响。当COD/NO3--N从3.11提高到13.08时,反应器内硝酸盐还原速率可从1.14 mg NO3--N kg-TSwaste-1h-1提高到11.40 mg NO3--N kg—TSwaste-1h-1。回灌渗滤液生物可利用性COD与NO3--N比值达到6.0左右时,可以实现填埋垃圾生物反应器反硝化作用的快速、稳定运行。对回灌过程填埋垃圾生反应器中反硝化细菌nirS基因的分子克隆鉴定发现,Thiobacillus denitrificans和Azoarcus tolulyticus是填埋垃圾生物反应器反硝化过程的主要功能微生物,在回灌渗滤液反硝化过程中可能发挥着重要作用。
　　 (2)中试规模下,填埋垃圾生物反应器去除NO2--N和NO3--N效果明显,出水NO2--N小于0.2 mg L-1,NO3--N在20 mg L-1左右。在反应器运行的各个阶段,反硝化微生物主要由未培养微生物(Uncultured bacterium)和变形菌门(Proteobacteria)的Azoarcus属和Paracoccus属组成,与小试结果类似。
　　 综上所述,填埋垃圾生物反应器具有良好的反硝化性能,反应器内反硝化微生物主要由未培养微生物和变形菌门(Proteobacteria)细菌组成。

目录

文摘

英文文摘

基金项目

致谢

第一章 绪论

1 填埋垃圾生物反应器渗滤液原位脱氮技术

1.1 填埋垃圾生物反应器渗滤液原位硝化-反硝化脱氮技术

1.2 填埋垃圾生物反应器渗滤液异位硝化-原位反硝化脱氮技术

2 反硝化微生物功能基因遗传多样性研究进展

2.1 反硝化微生物功能基因

2.2 反硝化微生物功能基因多样性研究方法

3 论文研究意义、研究目标和研究内容

3.1 研究意义

3.2 研究目标

3.3 研究内容

第二章 填埋垃圾生物反应器小试反硝化微生物研究

1 材料和方法

1.1 填埋垃圾生物反应器小试装置

1.2 填埋垃圾生物反应器运行方法及样品采集与分析

1.3 反硝化微生物功能基因nirS克隆文库构建

2 结果与讨论

2.1 渗滤液C/N对填埋垃圾生物反应器反硝化特性的影响

2.2 C/N对填埋垃圾生物反应器反硝化微生物群落结构的影响

第三章 填埋垃圾生物反应器中试反硝化微生物研究

1 材料和方法

1.1 填埋垃圾生物反应器中试装置

1.2 填埋垃圾生物反应器运行方法及样品采集与分析

1.3 反硝化微生物功能基因nirS克隆文库构建

2 结果和讨论

2.1 填埋垃圾生物反应器反硝化特性

2.2 填埋垃圾生物反应器反硝化微生物多样性

第四章 研究结论与展望

1 研究结论

2 主要创新点

3 研究展望

参考文献

作者简历及在学期问所取得的科研成果